DE102008051002A1 - Metal lightweight roof construction with integrated photovoltaic module - Google Patents

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Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um eine Metall-Leichtbau-Dachkonstruktion mit integriertem Photovoltaikmodul, die aus einer, auf einer Tragkonstruktion liegenden selbsttragenden Unterschale aus profiliertem Blech gebildet ist, welche mit einer Oberschale aus ebenem Blech bedeckt ist. Die Unterschale ist mit der Oberschale fest verbunden. Die Oberschale ist als Träger für die Photovoltaikmodule ausgebildet und dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschale aus rechteckigen Blechtafeln gebildet wird, die schindelförmig von der Traufe zum First der Dachkonstruktion verlegt sind, wobei die Seitenkanten seitlich benachbarter Blechtafeln durch Falze miteinander verbunden sind. Die Seitenkanten hintereinander benachbarter Blechtafeln sind derart überlappend zugeordnet, dass die vom First wegweisende Seitenkante der Blechtafel die zum First hinweisende Seitenkante der benachbarten Blechtafel überlappt, wobei ein Photovoltaikmodul eine einzelne Blechtafel bedeckt. Die Photovoltaikmodule können mit der Blechtafel durch Verkleben unlösbar oder durch Klammerelemente lösbar verbunden sein. Außerdem kann zur Abdichtung des Zwischenraumes zwischen Photovoltaikmodul und Blechtafel ein dauerhaft dichtendes Material vorgesehen sein.In the invention, it is a metal lightweight roof construction with integrated photovoltaic module, which is formed from a self-supporting lower shell made of profiled sheet lying on a supporting structure, which is covered with a top shell made of flat sheet metal. The lower shell is firmly connected to the upper shell. The upper shell is formed as a support for the photovoltaic modules and characterized in that the upper shell is formed from rectangular metal sheets that are shingles laid from the eaves to the ridge of the roof structure, the side edges of laterally adjacent metal sheets are connected by folds. The side edges of successive adjacent metal sheets are assigned overlapping so that the side facing away from the ridge side edge of the metal sheet overlaps the first facing side edge of the adjacent metal sheet, wherein a photovoltaic module covers a single metal sheet. The photovoltaic modules can be connected to the metal sheet by gluing insoluble or releasably connected by clamping elements. In addition, a permanently sealing material can be provided to seal the gap between the photovoltaic module and metal sheet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dachkonstruktion in Metall-Leichtbauausführung, bei der Photovoltaikmodule Bestandteil der Dachaußenhaut sind.The The invention relates to a roof construction in lightweight metal construction, in the photovoltaic modules part of the roof outer skin are.

Gemäß dem bekannten Stand der Technik wird im Wesentlichen zwischen zwei unterschiedlichen Vorgehensweisen bei der Ausstattung von Dächern mit Photovoltaik- oder Solarthermie-Modulen ausgewählt.According to the known prior art is essentially between two different Procedures for furnishing roofs with photovoltaic or solar thermal modules selected.

Für das Nachrüsten von vorhandenen Dachkonstruktionen mit entsprechenden Modulen werden auf der Dachkonstruktion Traggestelle der unterschiedlichsten Ausführung montiert, die der Aufnahme und Ausrichtung von Modulen in vorzugsweise rechteckigen Abmessungen dienen. Da diese Vorgehensweise nicht Gegenstand der Erfindung ist, wird hierauf nicht näher eingegangen.For the retrofitting of existing roof structures with appropriate Modules are used on the roof structure supporting frames of different kinds Execution mounted, recording and alignment of Serve modules in preferably rectangular dimensions. This one Procedure is not the subject of the invention is, on it not discussed in detail.

Insbesondere aus Gründen der Ästhetik werden Dachkonstruktionen bevorzugt, bei denen die Photovoltaik- oder Solarthermie-Module in die Dachfläche integriert sind.Especially for reasons of aesthetics are roof structures preferred in which the photovoltaic or solar thermal modules integrated into the roof area.

Aus DE 100 41 271 A1 ist eine Dachdeckung aus selbsttragenden Metallblechpaneelen bekannt, auf deren Außenseite Photovoltaik-Solarmodule aufgebracht sind. Damit werden die Module zum beabsichtigten Bestandteil der Dachdeckung. Die Photovoltaik-Solarmodule werden als flexible Verbundfolie hergestellt, in Rollen angeliefert, entsprechend auf die gewünschten Abmessungen zugeschnitten und auf die Metallblechpaneele aufgebracht.Out DE 100 41 271 A1 is a roof covering of self-supporting sheet metal panels known on the outside of photovoltaic solar modules are applied. This makes the modules the intended part of the roofing. The photovoltaic solar modules are produced as a flexible composite film, supplied in rolls, cut to the desired dimensions and applied to the sheet metal panels.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dachkonstruktion in Metall-Leichtbauausführung mit darin integrierten Photovoltaikmodulen mit geringem technischen Aufwand auszuführen.task The invention is a roof construction in lightweight metal construction with integrated photovoltaic modules with low technical To carry out effort.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Dachkonstruktion des Metall-Leichtbau-Daches aus einer, auf einer Tragkonstruktion liegenden selbsttragenden Unterschale aus profiliertem Blech besteht. Die Unterschale ist mit einer Oberschale aus ebenem Blech bedeckt, wobei die Unterschale mit der Oberschale fest verbunden ist. Die Oberschale ist als Träger für die Photovoltaikmodule ausgebildet und besteht aus rechteckigen Blechtafeln, die schindelförmig vom First zur Traufe der Dachkonstruktion verlegt sind.According to the invention this task solved by the roof construction of the metal lightweight roof from one, on a supporting structure lying self-supporting lower shell made of profiled sheet. The lower shell is covered with a top shell of flat sheet metal, wherein the lower shell is firmly connected to the upper shell. The Upper shell is as a support for the photovoltaic modules formed and consists of rectangular metal sheets, the shingles from the ridge to the eaves of the roof construction are laid.

Die Seitenkanten seitlich benachbarter Blechtafeln werden durch Falze miteinander verbunden. Die Seitenkanten hintereinander benachbarter Blechtafeln sind überlappend derart zugeordnet, dass die vom First wegweisende Kante der Blechtafel die zum First hinweisende Kante der benachbarten Blechtafel überlappt. Das einzelne Photovoltaikmodul ist so dimensioniert, dass es jeweils eine einzelne Blechtafel bedeckt und mit dieser verbunden ist.The Side edges of laterally adjacent metal sheets are folded connected with each other. The side edges of adjacent metal sheets are overlapping assigned so that the from the ridge groundbreaking edge of the metal sheet the edge pointing to the ridge overlaps the adjacent metal sheet. The single photovoltaic module is dimensioned so that it covers a single metal sheet and connected to it.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen inThe Invention will become apparent from an embodiment described. The accompanying drawings show in

1 einen Dachausschnitt mit integrierten Photovoltaikmodulen in einer schematischen räumlichen Darstellung und 1 a roof opening with integrated photovoltaic modules in a schematic spatial representation and

2 eine Detailansicht der Falzverbindung zwischen zwei benachbarten Blechtafeln. 2 a detailed view of the rabbet connection between two adjacent metal sheets.

Dargestellt wird die Erfindung an einer Metall-Leichtbau-Dachkonstruktion, die eine geringe Neigung vom First zur Traufe aufweist.shown The invention relates to a metal lightweight roof construction, the has a slight inclination from the ridge to the eaves.

Die Dachkonstruktion 1 gemäß 1 wird von einer nicht dargestellten Tragkonstruktion aufgenommen. Sie besteht aus einer, auf der Tragkonstruktion aufliegenden und mit der Tragkonstruktion fixierten Unterschale 2, die im Ausführungsbeispiel ein trapezförmiges Profil aufweist. Die konstruktiv und statisch bestimmte Profilierung der Unterschale 2 gewährleistet, dass sie über eine große Stützweite selbsttragend ist und somit für die Ausbildung großer Hallendächer ausgelegt werden kann.The roof construction 1 according to 1 is received by a supporting structure, not shown. It consists of one, resting on the support structure and fixed to the supporting structure lower shell 2 which has a trapezoidal profile in the exemplary embodiment. The structurally and statically determined profiling of the lower shell 2 Ensures that it is self-supporting over a large span and thus can be designed for the training of large hall roofs.

Auf der Unterschale 2 wird die Oberschale 3 ausgelegt und mit dieser mittels Schrauben oder Niete fest verbunden. Die Oberschale 3 besteht aus rechteckigen Blechtafeln 4, die schindelförmig von der Traufe 6 zum First 5 der Dachkonstruktion 1 verlegt werden. Die Seitenkanten 7, 7' seitlich benachbarter Blechtafeln 4 sind durch Falze 8 miteinander verbunden, während die Seitenkanten 9, 9' hintereinander benachbarter Blechtafeln 4 überlappend angeordnet sind. Um ein Durchdringen des Daches durch Regenwasser zu vermeiden, werden die Blechtafeln 4 so verlegt, dass die vom First 5 wegweisende Seitenkante 9 der Blechtafel 4 die zum First 5 hinweisende Seitenkante 9' der benachbarten Blechtafel 4 überlappt.On the lower shell 2 becomes the upper shell 3 designed and firmly connected with this by means of screws or rivets. The upper shell 3 consists of rectangular metal sheets 4 that are shingled from the eaves 6 to the ridge 5 the roof construction 1 be moved. The side edges 7 . 7 ' laterally adjacent metal sheets 4 are through folds 8th connected together while the side edges 9 . 9 ' consecutively adjacent metal sheets 4 are arranged overlapping. To avoid penetration of the roof by rainwater, the metal sheets 4 so laid that from the ridge 5 groundbreaking side edge 9 the metal sheet 4 the first 5 indicative side edge 9 ' the adjacent metal sheet 4 overlaps.

Die Photovoltaikmodule 10 sind so dimensioniert, dass eine einzelne Blechtafel 4 im Wesentlichen bedeckt ist. Jedes einzelne Photovoltaikmodul 10 wird auf der Oberseite der Blechtafel 4 aufgeklebt und auf diese Weise zum festen Bestandteil der Dachkonstruktion 1.The photovoltaic modules 10 are sized so that a single metal sheet 4 is essentially covered. Every single photovoltaic module 10 is on top of the metal sheet 4 glued on and in this way an integral part of the roof construction 1 ,

Die Abmessungen des Photovoltaikmoduls 10 werden so gewählt, dass in der Breite der Bereich der Blechtafel 4 zwischen zwei Falzen 8 ausgefüllt ist. Die Länge des Photovoltaikmoduls 10 entspricht der Länge der Blechtafel 4 abzüglich des Überlappungsbereiches.The dimensions of the photovoltaic module 10 are chosen so that in width the area of the metal sheet 4 between two folds 8th is filled. The length of the photovoltaic module 10 corresponds to the length of the metal sheet 4 minus the overlap area.

Das Photovoltaikmodul 10 wird vorzugsweise als Glas-Glas-Modul ausgeführt.The photovoltaic module 10 is vorzugswei as a glass-glass module.

Die Länge der Blechtafel kann variabel gestaltet werden, sie ergibt sich im Wesentlichen aus der Länge des Moduls und der Dachneigung und der daraus resultierenden erforderlichen Überlappung.The Length of the metal sheet can be made variable, they essentially results from the length of the module and roof pitch and the resulting overlap required.

Die elektrischen Anschlüsse werden von dem Modul durch die Blechtafel in dem zwischen der Unterschale und der Oberschale befindlichen Zwischenraum verlegt.The electrical connections are made by the module through the Metal sheet in which located between the lower shell and the upper shell Gap displaced.

Die erfindungsgemäße Ausführung gewährleistet eine einfache Hinterlüftung, damit kann die Oberschale und das darauf befestigte Modul gekühlt werden.The Guaranteed inventive design a simple rear ventilation, so that can the upper shell and the module mounted thereon are cooled.

Eine andere Befestigung des Moduls auf der Blechtafel als durch Kleben ist auch möglich. So kann z. B. das Modul auch mit mehreren Klemmen links und rechts und/oder oben und unten lösbar auf der Blechtafel befestigt werden. Die Abdichtung des Zwischenraums zwischen Modul und Blechtafel kann dann mittels eines dauerhaft dichtenden Materials vorgenommen werden.A other attachment of the module to the metal sheet than by gluing is possible, too. So z. B. the module with several Clamps left and right and / or above and below detachable be attached to the metal sheet. The sealing of the gap between module and metal sheet can then by means of a permanent be made of sealing material.

Wenn auch die Erfindung in Bezug auf eine bevorzugte Ausführung beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt wurde, ist es von Fachleuten so zu verstehen, dass zahlreiche Veränderungen ausgeführt werden und Äquivalente für Elemente zur Anwendung kommen, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den Ansprüchen definiert ist. Weiterhin können viele Modifikationen erfolgen, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material an die Merkmale der Erfindung anzupassen, ohne im Wesentlichen von ihrem Schutzumfang abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die spezielle, durch die Zeichnungen dargestellte und in der Beschreibung als beste Ausführungsart der Erfindung beschriebene Ausführung beschränkt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungen einschließt, die in die Beschreibung der beigefügten Ansprüche fallen.If also the invention with respect to a preferred embodiment described and illustrated in the drawings, it is of Experts understand that many changes are made and apply equivalents to elements without departing from the scope of the invention, such as it is defined in the claims. Furthermore you can Many modifications take place to a specific situation or to adapt a special material to the features of the invention, without essentially deviating from its scope of protection. It is therefore, it is intended that the invention not be limited to the specific, represented by the drawings and in the description as the best Embodiment of the invention described embodiment is limited, but that the invention all versions includes in the description of the attached Claims fall.

So kann, abweichend von dem Einbau von Photovoltaikmodulen, die erfindungsgemäße Dachkonstruktion mit Solarthermie-Modulen ausgestattet werden, wobei die Montagebedingungen an diese Module angepasst werden muss.So can, unlike the installation of photovoltaic modules, the inventive Roof construction to be equipped with solar thermal modules, where the mounting conditions must be adapted to these modules.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Dachkonstruktion besteht darin, dass mit Modulen ausgestattete Blechtafeln in den benötigten Abmessungen vorgefertigt werden können und am Montageort mit vergleichsweise geringem technischen, überwiegend manuellem Aufwand zu verlegen sind.One Advantage of the roof construction according to the invention is that equipped with modules metal sheets in the required dimensions can be prefabricated and at the installation site with comparatively little technical, mainly manual Effort to relocate.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (4)

Metall-Leichtbau-Dachkonstruktion mit integriertem Photovoltaikmodul (10), wobei die Dachkonstruktion (1) aus einer, auf einer Tragkonstruktion liegenden selbsttragenden Unterschale (2) aus profiliertem Blech gebildet ist, die mit einer Oberschale (3) aus ebenem Blech bedeckt ist, wobei die Unterschale (2) mit der Oberschale (3) fest verbunden ist und die Oberschale (3) als Träger für die Photovoltaikmodule (10) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschale (3) aus rechteckigen Blechtafeln (4) gebildet wird, die schindelförmig von der Traufe (6) zum First (5) der Dachkonstruktion (1) verlegt sind, wobei die Seitenkanten (7, 7') seitlich benachbarter Blechtafeln (4) durch Falze (8) miteinander verbunden sind und die Seitenkanten (9, 9') hintereinander benachbarter Blechtafeln (4) überlappend derart zugeordnet sind, dass die vom First (5) wegweisende Seitenkante (9) der Blechtafel (4) die zum First (5) hinweisende Seitenkante (9') der benachbarten Blechtafel (4) überlappt, wobei das Photovoltaikmodul (10) so dimensioniert ist, dass es eine einzelne Blechtafel (4) bedeckt.Metal lightweight roof construction with integrated photovoltaic module ( 10 ), whereby the roof construction ( 1 ) from a self-supporting lower shell lying on a supporting structure ( 2 ) is formed from profiled sheet, which with an upper shell ( 3 ) is covered by flat sheet metal, the lower shell ( 2 ) with the upper shell ( 3 ) is firmly connected and the upper shell ( 3 ) as a support for the photovoltaic modules ( 10 ), characterized in that the upper shell ( 3 ) made of rectangular metal sheets ( 4 ), which are shingled from the eaves ( 6 ) to First ( 5 ) of the roof construction ( 1 ), the side edges ( 7 . 7 ' ) of laterally adjacent metal sheets ( 4 ) by folds ( 8th ) and the side edges ( 9 . 9 ' ) behind one another of adjacent metal sheets ( 4 ) are assigned overlapping such that the from the First ( 5 ) groundbreaking side edge ( 9 ) of the metal sheet ( 4 ) to the First ( 5 ) indicative side edge ( 9 ' ) of the adjacent metal sheet ( 4 ), wherein the photovoltaic module ( 10 ) is dimensioned so that it is a single metal sheet ( 4 ) covered. Metall-Leichtbau-Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikmodule (10) mit der Blechtafel (4) durch Verkleben unlösbar verbunden sind.Metal lightweight roof construction according to claim 1, characterized in that the photovoltaic modules ( 10 ) with the metal sheet ( 4 ) are permanently connected by gluing. Metall-Leichtbau-Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikmodule (10) mit der Blechtafel (4) durch Klammerelemente lösbar verbunden sind.Metal lightweight roof construction according to claim 1, characterized in that the photovoltaic modules ( 10 ) with the metal sheet ( 4 ) are releasably connected by clamping elements. Metall-Leichtbau-Dachkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikmodule (10) zur Abdichtung des Zwischenraumes zwischen dem Photovoltaikmodul (10) und der Blechtafel (4) in ein dauerhaft dichtendes Material eingebettet sind.Metal lightweight roof construction according to claim 3, characterized in that the photovoltaic modules ( 10 ) for sealing the gap between the photovoltaic module ( 10 ) and the metal sheet ( 4 ) are embedded in a permanently sealing material.
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